Datenbanken und
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131 KnowWare , 4 € SQL leicht gemacht 72 Seiten Start mit Datenbanken und SQL Petra Bilke www.KnowWare.de Deutschland: 4,- EUR Österreich: 4,60 EUR Schweiz: 8 SFR Luxemburg: 4,70 EUR Italien: 5,50 EUR 2. Ausgabe Acrobat Reader - Bestellung - Autoren gesucht Acrobat Reader: Wie ... F5/F6 öffnet/schließt die Ansicht Lesezeichen Strg+F sucht Im Menü Ansicht stellst du ein, wie die Datei gezeigt wird STRG+0 = Ganze Seite STRG+1 = Originalgrösse STRG+2 = Fensterbreite Im selben Menü kannst du folgendes einstellen:: Einzelne Seite, Fortlaufend oder Fortlaufend - Doppelseiten .. Probiere es aus, um die Unterschiede zu sehen. Navigation Pfeil Links/Rechts: eine Seite vor/zurück Alt+ Pfeil Links/Rechts: Wie im Browser: Vorwärts/Zurück Strg++ vergrößert und Strg+– verkleinert Bestellung und Vertrieb für den Buchhandel Bonner Pressevertrieb, Postfach 3920, D-49029 Osnabrück Tel.: +49 (0)541 33145-20 Fax: +49 (0)541 33145-33 [email protected] www.knowware.de/bestellen Autoren gesucht Der KnowWare-Verlag sucht ständig neue Autoren. Hast du ein Thema, daß dir unter den Fingern brennt? - ein Thema, das du anderen Leuten leicht verständlich erklären kannst? Schicke uns einfach ein paar Beispielseiten und ein vorläufiges Inhaltsverzeichnis an folgende Adresse: [email protected] Wir werden uns deinen Vorschlag ansehen und dir so schnell wie möglich eine Antwort senden. www.knowware.de Inhalt 3 Vorwort ............................................................ 4 Der Operator IN .................................................40 Grundlagen ...................................................... 5 Der Bereichsoperator BETWEEN .....................41 Welche Aufgaben hat eine Datenbank? .......... 5 Der Operator LIKE ............................................42 Die Hauptbestanteile einer Datenbank............ 5 Ordnen von Daten (ORDER BY) ..................42 Das relationale Datenbankmodell ................... 6 Gruppenbildung mit GROUP BY und Gruppenselektion mit HAVING .................43 Beziehungen ................................................... 7 Der Normalisierungsprozeß .......................... 12 Erste Normalform.............................................. 12 Zweite Normalform........................................... 13 Dritte Normalform............................................. 14 Der Entwurfsprozess..................................... 15 Die Datenbanksprache SQL in verschieden Systemen.................................... 16 MS-Access.................................................... 17 Datenbank anlegen ............................................ 17 SQL nutzen........................................................ 17 MS-SQL-Server ............................................ 18 Datenbank anlegen ............................................ 18 Verknüpfen von mehreren Tabellen ..............45 Tabellen vereinigen............................................54 Unterabfragen ....................................................55 SQL-Anweisungen speichern und ausführen.....................................................57 Benutzersichten (Views)....................................57 ... in MS-Access-SQL ........................................57 ... in MS-SQL-Server.........................................57 Anweisungen zur Datenmanipulation ..........60 UPDATE .......................................................60 Datensätze löschen ........................................61 Datenbankdesign ...........................................62 Tabellen ändern (ALTER TABLE) ...................62 Grundlagen der Datenbanksprache SQL (Structured Query Language) ...................... 20 Löschen von Views, Indizes und Tabellen ....62 Regeln zur Eingabe von SQLAnweisungen.............................................. 21 Zugriffsschutz und Erteilung von Rechten mit SQL ............................................63 Erstellen von Datenbanken........................... 22 Benutzer und Gruppen...................................63 Tabellen erstellen.......................................... 22 Systemberechtigungen...................................64 Möchtest du verhindern, dass mehrere Datensätze mit identischer Personalnummer erfasst werden, ist ein Identifikationsschlüssel in Form des Primärschlüssels zu bilden. ........................ 24 Objektberechtigungen....................................64 Tabellen indizieren ....................................... 25 Entziehen der Zugriffsrechte mit REVOKE ....................................................65 Systemberechtigungen entziehen.......................65 Objektberechtigungen ........................................65 Anhang ............................................................66 Datensätze (Tupel) einfügen ......................... 26 Datenabfrage mit SELECT .......................... 28 Inhaltsanzeige einer Tabelle ......................... 29 Auswahl von Datensätzen mit WHERE ....... 31 Mathematische Aufbereitung von Ergebnissen ................................................ 33 Mathematische Ausdrücke ................................ 33 Einsatz von Funktionen in mathematischen Ausdrücken..................................................... 34 Zusammengesetzte Vergleiche ..................... 38 Die Operatoren NOT, AND und OR................. 38 © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 Vorwort 4 Vorwort 5 Jahre ist das SQL-Heft auf dem Markt. Die Nachfrage ist ungebrochen. Nun möchte ich das Angebot von Michael Maardt nutzen, in der neuen Auflage mehr Seiten zu füllen und dir somit umfangreichere Informationen zum Thema Datenbanken und SQL zur Verfügung zu stellen. Datenbanken sind in der heutigen Zeit von immenser Wichtigkeit. Praktisch in jedem Geschäftsbereich und auch im privaten Leben fallen Daten und Informationen an, die verwaltet werden wollen. Die besprochenen Beispiele stehen zum Download auf der Seite www.bilke.de/sql bereit. Als begleitendes Beispiel wird das Problem eines Systemhauses geschildert, was vor kurzen einen Bereich Schulung und Beratung eröffnet hat. Er hat die Aufgabe Schulungs- und Beratungsleistungen im Bereich der Weiterbildung bereitzustellen. Für die Datensammlungen eigenen sich Datenbanken. Diese müssen gepflegt werden, wenn sie nicht an Wert verlieren sollen. Alte, ungültige oder falsche Daten bereiten Frust und haben keinen Nutzen. Eine Datenbank bringt nur dann einen hohen Wert, wenn mit Hilfe einer ausgefeilten Abfragesprache auch Daten der Sammlung hinzugefügt oder aktualisiert werden können. Anliegen dieses Heftes ist es, dir die Abfragesprache SQL näher zu bringen. Das Kürzel SQL bedeutet Structured Query Language oder Strukturierte Abfragesprache. Das Haupteinsatzgebiet von SQL sind Datenbank-Abfragen. SQL ist eine Teilsprache, das heißt sie kann nicht allein verwendet werden, sondern nur in Verbindung mit einer anderen Programmiersprache oder einem speziellen Datenbankprogramm. In meinem Heft möchte ich mich zwei Schwerpunkten widmen. Zunächst werden wir uns mit einigen Grundlagen zu den Datenbanken beschäftigen, da es schwer ist, ohne Datenbankgrundkenntnisse, effektive Dateistrukturen zu erstellen. Im zweiten Teil des Heftes wirst du die Abfragesprache SQL (Structured Query Language) kennenlernen, die von vielen Datenbanksystemen genutzt wird. Beherrschst du die Grundlagen von SQL, kannst du in verschiedensten Datenbanksystemen und unterschiedlichsten Rechnerplattformen Daten auf einfache Art und Weise abrufen und aktualisieren. Möchtest du meine Beispiele am eigenen PC nachvollziehen, kannst du z.B. Microsoft-Access, ORACLE oder MicrosoftQuery nutzen. © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 Grundlagen 5 Grundlagen Welche Aufgaben hat eine Datenbank? • Eine Datenbank ist eine Sammlung von Daten, die sich auf ein bestimmtes Thema oder einen bestimmten Zweck beziehen. Das Beispiel in diesem Heft beruht. darauf, dass ein Mitarbeiter für Weiterbildung eines Unternehmens in einer Datenbank die besuchten Schulungen der Betriebsangehörigen erfassen möchte. • Eine Datenbank ermöglicht dem Benutzer den Zugriff auf gespeicherte Daten, ohne dass man wissen muss, wie die Daten im Datenbanksystem organisiert sind. • Eine Datenbank gewährleistet, dass kein Benutzer ohne Zugriffsberechtigung Daten sichten oder manipulieren kann. • Eine Datenbank stellt sicher, dass es nicht wegen Fehlmanipulationen des Benutzers passiert, dass Daten zerstört werden oder der ganze Datenbestand unbrauchbar wird. Die Hauptbestanteile einer Datenbank SQL besitzt Elemente für folgende Aufgabenbereiche: • Die Datendefinition (Data Definition Language; DDL) wird benötigt, um die Datenstruktur aufzubauen (Tabellen einrichten, Felder definieren etc.). • Die Datenmanipulation (Data Manipulation Language; DML) wird genutzt um Daten einzugeben, zu löschen und zu ändern. Auch die Anweisung zur Datenabfrage wird zur DML gezählt. • Die Datensteuerung (Date Controll Language; DCL) dient zur Wahrung der Datenintegrität. Du kannst Datenbankbenutzer einrichten und so die gespeicherten Daten vor dem Zugriff unberechtigter Personen schützen. Der Formulareditor erlaubt das Erstellen von Formularen zur Dateneingabe und Datenänderung für den Benutzer. Der Berichtseditor gibt die Möglichkeit, die gespeicherten Daten in einer übersichtlichen Form darzustellen. Das Datenbankverwaltungssystem bildet den Kern der Datenbank und beinhaltet alle für die gesamte Datenverwaltung notwendigen Routinen. Der Menüeditor erlaubt es dem Benutzer per Knopfdruck entsprechende Programme, Formulare oder Berichte zu aktivieren. Die Datenbanksprache Weiterhin gibt es je nach Softwareprodukt weitere Komponenten, wie z.B. bildet die Schnittstelle zwischen dem Benutzer und dem Datenbankverwaltungssystem. Bei vielen Datenbanksystemen wird als Datenbanksprache die Sprache SQL (Structured Query Language) verwendet. Netzwerkprogramme für Client/Server-Architekturen, Programmierspracheninterfaces, grafik- und mausunterstützte Abfragewerkzeuge für eine vereinfachte Datenbankabfrage. © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 Grundlagen 6 Das relationale Datenbankmodell Ein Datenbankmodell dient der exakten Beschreibung von Datenbankschemata. Bekannte Datenbankmodelle sind das hierarchische Modell, das Codasyl-Netzwerkmodell und das hier beschriebene relationale Modell. Bei relationalen Datenbanken werden die Informationen geordnet nach Themenkreisen in Form von Tabellen abgelegt. Dieses Datenmodell ist einfach zu verstehen und zeichnet sich durch Flexibilität bezüglich Strukturänderungen und ergänzungen aus. Relationale Datenbanken bezwecken, dass Redundanzen (mehrfaches Speichern von gleichen Informationen) verhindert werden und damit die Datenkonsistenz (Eindeutigkeit der Daten) gewährleistet werden kann. Im weiteren werden Begriffe verwendet, die kurz erklärt werden. Die in Klammern stehenden Bezeichnungen stammen aus der Datenbanktheorie, die davor sind gebräuchliche Informatikbezeichnungen. Tabellenname (Entität) Der Tabellenname erfasst einen Themenkreis, welcher Elemente mit gleichen Merkmalen umfasst. Im Heftbeispiel wurden die Tabellen TEILNEHMER oder SCHULUNGEN genannt. Feldname / Spaltenname (Attribut): Der Feldname ist ein Element einer Tabelle, das eine bestimmte Kategorie von Informationen enthält, wie z.B. Vornamen oder Nachnamen von Personen. Datensatz (Tupel): Ein Datensatz ist eine Zusammenstellung von Daten über ein Objekt. Im unserem Beispiel sind die Teilnehmer oder die Schulungen Objekte. Ein Datensatz wird in einer Tabelle als Zeile dargestellt. Feldinhalt (Attributwert): Tabelle (Relation): Der Feldinhalt ist ein Datenwert. Die Tabelle umfasst den Tabellennamen, die Feldnamen und die Menge aller Datensätze. Wertebereich (Domäne): Die Tabelle hat einen eindeutigen Tabellennamen und besitzt folgende Merkmale: • Jede Spalte der Tabelle besitzt einen eindeutigen Namen (Spaltenname) und einen zugehörigen Wertebereich. • Die Reihenfolge der Spalten und Zeilen ist unerheblich. • Es existieren keine zwei Zeilen, die identische Werte besitzen. Ein Wertebereich ist eine Gruppe von Datensätzen, die durch Einschränkung eines Feldes auf bestimmte Feldinhalte definiert wird. Nullwerte: Wenn ein Feld einen Nullwert enthält, besitzt dieses Feld keinen Feldinhalt und beinhaltet somit keine Information. Der Nullwert darf nicht mit der Zahl Null verwechselt werden. Die Zahl Null stellt eine Information dar, der Nullwert jedoch nicht. © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 Grundlagen 7 Die erklärten Begriffe haben ich einem Schema zusammengefasst. Bei dem Beispiel handelt es sich um einen Ausschnitt aus einer Personaltabelle. Tabellenname: PERSONAL Personalnummer Vorname Name ⇐ Feldnamen Ort 1002 Kai Müller Eilenburg 1101 Guenter Maus Halle/Saale 1015 Erik Wicki Hamburg 1016 Ulrich Müller Hohenpriessnitz 1005 Ede Pfau Leipzig 1100 Kerstin Gans Moertitz 1008 Eike Taro Musterdorf 1010 Jürgen Marx Musterdorf 1112 Hannes Heik Musterdorf 1113 Karl Seppa Musterdorf 1114 Karsten Karn Musterdorf 1017 Klaus Ecke Wurzen ⇐ Datensatz ⇐ Wertebereich ⇑ Feldinhalt Beziehungen In der Regel besteht eine relationale Datenbank nicht nur aus einer Tabelle, sondern aus mehreren. Die einzelnen Tabellen dürfen nicht isoliert betrachtet werden. Zwischen den Tabellen können Beziehungen bestehen. Die Anzahl der möglichen Beziehungen ist begrenzt und ergibt sich aus der Kombination der möglichen Assoziationstypen. Assoziation: Eine Assoziation bestimmt, wie viel Datensätze einer Tabelle 2 zu einem Datensatz der Tabelle 1 gehören können. Es gibt vier verschiedene Assoziationstypen: Assoziationstyp Abkürzung Datensatzanzahl in Tabelle 2 einfache Assoziation 1 genau ein Datensatz (1) konditionelle Assoziation c kein oder genau ein Datensatz (0/1) multiple Assoziation m mindesten ein Datensatz (>=1) multipel-konditionelle Assoziation mc beliebig viele Datensätze (>=0) © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 Grundlagen 8 Ein Beispiel für eine einfache Assoziation Es sind zwei Tabellen vorhanden. In der ersten Tabelle sind allgemeine und in der zweiten spezielle Personaldaten gespeichert. In beiden Tabellen muss genau ein Datensatz pro Person vorhanden sein. Personal PNR Gehalt Vorname Name PNR Gehalt 1002 Kai Müller 1002 4500 1005 Ede Pfau 1005 4900 1008 Eike Taro 1008 5000 Ein Beispiel für eine konditionelle Assoziation Es sind zwei Tabellen vorhanden. In der ersten Tabelle sind allgemeine Personaldaten und in der zweiten spezielle Personaldaten gespeichert. In der zweiten Tabelle gibt es in Abhängigkeit davon, ob die Person einen Pass besitzt, keinen oder genau einen Datensatz. Personal PNR Pass Vorname Name PNR Passnummer 1002 Kai Müller 1002 4500 1005 Ede Pfau 1008 5000 1008 Eike Taro Ein Beispiel für eine multiple Assoziation Es sind zwei Tabellen vorhanden. In der ersten Tabelle sind allgemeine Personaldaten und in der zweiten Tabelle die Anschriften der Haupt- und Nebenwohnsitze der Personen gespeichert. Pro Person muss in der Tabelle Adressen mindestens ein Datensatz vorhanden sein. Herr Müller und Herr Pfau sind mit jeweils 2 Datensätzen vorhanden, da beide über eine Nebenwohnung verfügen. Personal PNR Adressen Vorname Name PNR PLZ Ort Straße 1002 Kai Müller 1002 04838 Eilenburg Hallesche Str. 7 1005 Ede Pfau 1002 22898 Hamburg Musterstr. 2 1008 Eike Taro 1005 04232 Leipzig Nicoleiplatz 2 1005 09999 Muster Allee 3 1008 09999 Musterdorf Musterstr. 6 © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 Grundlagen 9 Ein Beispiel für multipel-konditionelle Assoziation Es sind zwei Tabellen vorhanden. In der ersten Tabelle sind allgemeine Personaldaten und in der zweiten Tabelle die Vornamen der Kinder gespeichert. Da Personen beliebig viele Kinder besitzen können, gibt es pro Person kein, ein oder mehrere Datensätze. Personal PNR Kinder Vorname Name PNR Vorname 1002 Kai Müller 1005 Eva 1005 Ede Pfau 1005 Susi 1008 Eike Taro 1008 Max 1008 Tim 1008 Tom Jede Assoziation (Tabelle 1 zu Tabelle 2) besitzt auch eine Gegenassoziation (Tabelle 2 zu Tabelle 1). Kombiniert man diese zwei Assoziationen miteinander, so erhält man eine Beziehung. Ausgehend von den vier verschiedenen Assoziationstypen gibt es max. 16 verschiedene Beziehungstypen, welche in folgender Tabelle aufgeführt sind: 1 c m mc 1 1-1 c-1 m-1 mc-1 hierarchische Beziehungen c 1-c c-c m-c mc-c konditionelle Beziehungen m 1-m c-m m-m mc-m netzwerkförmige Beziehungen mc I-mc c-mc m-mc mc-mc Für die obigen Beispiele lassen sich die Beziehungen wie folgt darstellen: Personal Personal Personal Personal 1 1 1 1 1 c m mc Gehalt Pass Adressen Kinder Tabelle 1 Tabelle 2 © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 Grundlagen 10 Um Beziehungen zwischen den Tabellen herstellen zu können, müssen die Begriffe Identifikationsschlüssel und Fremdschlüssel bekannt sein. Identifikationsschlüssel (Primärschlüssel): Jeder Datensatz einer Tabelle muss eindeutig identifizierbar sein. Dies kann durch ein Feld oder eine Kombination von Feldern gewährleistet werden. Bei der Tabelle Personal bietet sich zum Beispiel die Personalnummer als eindeutiger Identifikationsschlüssel an. Der Identifikationsschlüssel muss folgende Kriterien erfüllen: • Der Identifikationsschlüssel muss eindeutig sein. • Jeder neue Datensatz erhält sofort den entsprechenden Wert des Identifikationsschlüssels. Fremdschlüssel: Ein Fremdschlüssel in einer Tabelle 2 ist ein Feld oder eine Feldkombination, welche in einer Tabelle l den Identifikationsschlüssel bildet. Der Fremdschlüssel muss folgende Kriterien erfüllen: • Ein Fremdschlüssel in Tabelle 2 kann nur diejenigen Feldinhalte annehmen, welche bereits im Identifikationsschlüssel der Tabelle 1 existieren. • Er darf somit nicht leer sein. • Der Feldname von Identifikationsschlüssel und Fremdschlüssel muß nicht identisch sein. In Tabelle 1 (Personal) wurde als Identifikationsschlüssel die Personalnummer vergeben. Um eine Beziehung herstellen zu können, braucht man in Tabelle 2 einen Fremdschlüssel mit entsprechenden Feldinhalten. In den obigen Beispielen sind es wiederum die Personalnummern. Betrachten wir noch ein letztes Beispiel: Es sind 2 Tabellen vorhanden. In der ersten Tabelle sind allgemeine Personaldaten und die Nummer des Dienstwagens gespeichert. Die zweite Tabelle beinhaltet Autodaten und die Personalnummer des jeweiligen Fahrzeugnutzers. Personal PNR Autos Vorname Name ANR ANR Marke L-YY 1111 Skoda 1002 Kai Müller 1005 Ede Pfau L-AD 1234 L-AD 1234 VW 1008 Eike Taro L-XX 1887 L-YY 1112 Audi L-XX 1887 BMW L-YY 1113 Ford PNR 1005 1008 Jede Person hat kein oder genau einen Dienstwagen. Zu jedem Auto gehört kein oder genau ein Fahrzeugnutzer. Personal Tabelle 1 Es handelt sich hier um eine c-c Beziehung. c c Auto Tabelle 2 © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 Grundlagen 11 Identifikationsschlüssel und Fremdschlüssel werden wie folgt vergeben: Tabelle Identifikationsschlüssel Fremdschlüssel Personal PNR (Personalnummer) ANR (Autonummer) Auto ANR (Autonummer) PNR (Personalnummer) Sieh dir die Inhalte der Fremdschlüssel etwas genauer an, dann wirst du feststellen, dass Feldwerte nicht belegt sind. Sie haben einen Nullwert. Das widerspricht der Definition des Fremdschlüssels, wo es heißt: • Ein Fremdschlüssel in Tabelle 2 kann nur diejenigen Feldinhalte annehmen, welche bereits im Identifikationsschlüssel der Tabelle 1 existieren. • Er darf somit nicht leer sein. Konditionelle und netzwerkförmige Beziehungen sind im vorgestellten Datenmodell somit nicht zulässig und müssen deshalb in hierarchische Beziehungen umgewandelt werden. Personal 1 c Es wird eine neue Tabelle Fahrzeugnutzer c erstellt und somit die c-c Beziehung in Fahrzeugnutzer c Auto zwei 1-c Bedingungen umgewandelt. c 1 Die Tabellen haben nun nachfolgende Feldinhalte: Personal PNR Autos Vorname Name ANR Marke 1002 Kai Müller L-YY 1111 Skoda 1005 Ede Pfau L-AD 1234 VW 1008 Eike Taro L-YY 1112 Audi L-XX 1887 BMW L-YY 1113 Ford Fahrzeugnutzer PNR ANR 1005 L-AD 1234 1008 L-XX 1887 © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 Grundlagen 12 Der Normalisierungsprozeß Erste Normalform Die Normalisierung bezweckt die redundanzfreie Speicherung von Informationen innerhalb der Tabellen. Unter redundanzfreier Datenspeicherung versteht man, dass gleiche Informationen nicht mehrfach gespeichert werden. Eine Tabelle ist nach der ersten Normalform ausgerichtet, wenn alle elementaren Informationen in einzelne Felder aufgeteilt werden. Um eine optimale Datenstruktur zu erreichen, bedarf es verschiedener Techniken. Sie werden im folgenden anhand eines einfachen Beispiels, der Erfassung von Daten von Schulungsteilnehmern eines Unternehmens, beschrieben. Zunächst werden alle notwendigen Informationen zu der Problematik unsystematisch und unstrukturiert gesammelt. Mir erscheint es sinnvoll, folgende Daten zu erfassen: Die Arbeit mit einem Datenbanksystem wird wesentlich erleichtert, wenn die Feldnamen nach folgenden Regeln vergeben werden: • Feldnamen sollen kurz und prägnant sein. • Sie sollen Hinweis auf den Feldinhalt gewähren. Unter Berücksichtigung dieser Regeln ergeben sich die Feldnamen. Feldliste Feldnamen Teilnehmervorname Vorname Teilnehmername Name • Personendaten der Kursteilnehmer Straße Straße • Kursort Postleitzahl PLZ • Kursbezeichnung Ort Ort • Kursthema Geburt Geburt Geschlecht Geschlecht Gehalt Gehalt Schulungsbezeichnung Schulungsbezeichnung Kursbeginn Kursbeginn Kursende Kursende Veranstaltungsort Veranstaltungsort Veranstalteradresse Adresse • Datum der Kursbesuche Man hat so eine Grobstrukturierung der Daten erreicht, die bereits zu einer Tabelle zusammengefasst werden könnte. Der Informationsgehalt der Tabelle ist noch sehr allgemein und ungenau. Um eine bessere Datenstruktur zu erreichen, kann man auf die Methoden des Normalisierungsverfahrens zurückgreifen. Veranstaltername Veranstalter Kurskosten Kurskosten Veranstaltung besucht Besucht Einen Tabellenausschnitt der gefüllten Datei könnte folgendem gleichen: Vorname Name ... Schulungsbezeichnung Kai Kai Klaus Klaus Manfred Elfi Elfi Eike ... Müller Müller Ecke Ecke Stach Kaufmann Kaufmann Taro ... ... ... ... ... ... ... ... ABA Schulung Grundlagen PC / Windows XP ABA Schulung Teamtraining Projektmanagement Laborschulung 2 Grundlagen PC / Windows XP Telefonmarketing-Training ... ... Kurskosten 800 500 800 1400 750 1000 500 1210 ... Kursbeginn 14.03.02 13.12.02 14.03.02 07.04.02 07.11.01 14.04.02 13.12.02 26.04.02 .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 Grundlagen 13 Man erkennt, dass in dieser Form Redundanzen auftreten. Für jeden neuen Lehrgang, der besucht wird, müssen die Personaldaten noch einmal aufgeführt werden. Auch die Schulungsinformationen sind für jeden Teilnehmer mehrmals vorhanden. unterscheidbar macht; und zwar ohne Ausnahme. Es dürfen keine Dateninhaltswiederholungen vorkommen. Zweite Normalform Die Personaldaten und die Schulungsinformationen werden in zwei Tabellen untergebracht. Es werden neue Felder - die Personalnummer und die laufende_NR - zur eindeutigen Identifizierung eingeführt. Zur Erfüllung dieser Anforderung ist das Verständnis sogenannter Identifikationsschlüsselfelder (vgl. Seite 10) von großer Bedeutung. Die zweite Normalform basiert auf der ersten Normalform und fordert eine eindeutige Identifikationsmöglichkeit der einzelnen Datensätze. Es muss also ein Kriterium gefunden werden, dass die Datensätze eindeutig Personal Personal- Vorname Name Strasse nummer 1002 1005 1008 1010 1015 1016 1017 1100 ... Hallesche Str. 16 Nicoleiplatz 2 Musterstr. 6 Musterstr. 12 Bolten-Weg 3 Weide Str. 2 a Schulze-Str. 11 Hauptstr.10 ... Kai Ede Eike Jürgen Erik Ulrich Klaus Kerstin ... Müller Pfau Taro Marx Wicki Müller Ecke Gans ... PLz Ort 04838 04232 09999 09999 22587 04838 04808 04838 ... Eilenburg Leipzig Musterdorf Musterdorf Hamburg Hohenpriessnitz Wurzen Moertitz ... Geburt Geschlecht 28.12.51 02.08.52 10.09.47 22.03.56 09.07.50 02.01.51 13.04.55 19.03.61 ... Gehalt M M M M M M M W ... 1800 3000 2700 1900 2300 4900 1300 3000 ... Schulung laufende NR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Schulungsbezeichnung ABA Schulung Laborschulung 2 Teamtraining Grundkurs Excel Grundlagen PC / Windows XP Grundkurs Word Grundkurs Powerpoint Projektmanagement Telefonmarketing-Training Personalplanung in der Praxis Arbeitszeugnisse richtig formulieren & analysieren Personaldatenbank KursKursende Veranstaltbeginn ngsort 14.03.02 15.03.02 Mannheim 14.04.02 16.04.02 Leipzig 07.04.02 08.04.02 Berlin 25.11.02 26.11.02 München 13.12.02 13.12.02 Chemnitz 14.12.02 15.12.02 Leipzig 04.01.02 04.01.02 Leipzig 07.11.01 07.11.01 Berlin 26.04.02 27.04.02 Rostock 03.09.02 04.09.02 Essen 18.09.02 19.09.02 Essen mc 1 Adresse Veranstalter ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... S&B S & B Leipzig S & B Berlin S&B S&B S & B Leipzig S & B Leipzig S & B Berlin S & B Rostock S & B Essen S & B Essen Die beiden Tabellen besitzen eine mc-mc Beziehung. 1 mc Schulungsdatenbank Kurskosten 800 1000 1400 600 900 600 600 750 1210 1780 980 mc Diese ist nicht zulässig und muss aufgelöst werden. Teilnehmer Durch Einführung einer neuen Tabelle Teilnehmer mc wird die eine mc-mc Beziehung in zwei 1-mc Beziehungen umgewandelt. © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 Grundlagen 14 Diese neue Tabelle könnte folgende Inhalte haben: Teilnehmer laufende NR 1 1 1 1 2 2 3 3 ... Personalnummer 1002 1017 1101 1429 1114 1439 1010 1015 ... Besucht Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja .. Dritte Normalform Die dritte Normalform basiert auf der zweiten Normalform und stellt eine weitere Verfeinerung dar. Es dürfen innerhalb einer Tabelle die Feldwerte nur vom Identifikationsschlüssel abhängig sein und untereinander keine Abhängigkeiten haben. Wenn du dir z.B. die Personaltabelle ansiehst, stellst du fest, dass sich diese Tabelle bereits in der 3. Normalform befindet. Ein Name kann z.B. mehrmals auftreten und dient nicht zur eindeutigen Identifikation des Vornamens oder der Anschrift. Auch die Tabelle TEILNEHMER befindet sich bereits in der dritten Normalform. Anders sieht das bei der Schulungstabelle aus. Hier könnte man anhand der Veranstalternummer eindeutig auf Veranstalter, Veranstalteradresse und Veranstaltungsort schließen. Diese Daten sind zu separieren. Die Tabelle SCHULUNG muss also weiter unterteilt werden. Die beiden aufgeteilten Tabellen siehst du hier: Schulung laufende_NR Schulungsbezeichnung 1 2 3 4 5 ... Kurskosten ABA Schulung Laborschulung 2 Teamtraining Grundkurs Excel Grundlagen PC / Windows XP ... 800 1000 1400 600 500 ... Kursbeginn Kursende 14.03.02 14.04.02 07.04.02 25.11.02 13.12.02 ... 15.03.02 16.04.02 08.04.02 26.11.02 13.12.02 ... Veranstalter_NR 1 4 5 2 3 .. Veranstalter Veranstalter_NR Veranstaltungsort Adresse Veranstalter 1 4 5 2 3 6 7 Mannheim Leipzig Berlin München Chemnitz Rostock Essen ... ... ... ... ... ... ... S & B Mannheim S & B Leipzig S & B Berlin S & B München S & B Chemnitz S & B Rostock S & B Essen © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 Grundlagen Personaldatenbank 1 15 Zusammenfassend sind hier die mc Beziehungen aller vier Tabellen Teilnehmer dargestellt. mc Schulungsdatenbank 1 1 m Veranstalter Der Entwurfsprozess Der Entwurfsprozess kann kein geradliniges "Kochrezept" darstellen, bei dem aus der vage formulierten Aufgabenstellung automatisch die perfekte Datenbankapplikation resultiert. Vielmehr handelt es sich um einen Prozess, bei dem ein schrittweises Entwurfsverfahren immer wieder angewendet wird, bis zuletzt ein Datensystem resultiert, welches alle gestellten Anforderungen erfüllt. Dieser Prozess kann folgenderweise dargestellt werden: Bestimme den Zweck der Datenbank. Sammle alle Informationen, die du erfassen möchtest. Lege fest, welche Tabellen notwendig sind. Ordne die relevanten Informationen verschiedenen Themen zu, z.B. Teilnehmer oder Lehrgänge. Für jedes dieser Themen wird in der Datenbank eine Tabelle erstellt. Bestimme, welche Felder zur Aufnahme der Informationen benötigt werden Definiere Identifikationsschlüssel und Fremdschlüssel. Vereinbare die Beziehungen zwischen den einzelnen Informationen. Sieh dir jede Tabelle an und entscheide, in welcher Beziehung die Daten dieser Tabelle zu den Daten anderer Tabellen in der Datenbank stehen. Füge eventuell in die Tabellen weitere Felder hinzu oder erstelle neue Tabellen. Ein gut durchdachter Datenbankentwurf kann somit folgende Probleme vermeiden helfen: • Nachträgliche Datenstrukturänderungen Sie haben meist Auswirkungen auf andere Bereiche der Anwendung. So müssten Formulare oder Berichte ebenfalls verändert werden. • Langsame Zugriffszeiten • Datenredundanzen Sie sind problematisch, wenn sich der redundante Teil einer oder der redundante Teil in einer anderen Tabelle ändert. Es muss immer dafür gesorgt werden, dass die zu ändernde Information auch in allen Datenbereichen geändert wird. Das gleiche Problem tritt auch bei Löschvorgängen auf. Werden redundante Datenteile vergessen zu löschen, entstehen sog. "Datenleichen". • Dateninkonsistenzen Sie treten auf, wenn Datenteilbereiche sich ändern, diese Änderung aber an betroffene andere Datenteilbereiche nicht weitergegeben werden. Erstelle nun die Tabellen und einige Datensätze mit Beispieldaten. Prüfe, ob damit die gewünschten Ergebnisse erzielt werden und nimm bei Bedarf Änderungen vor. © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 16 Die Datenbanksprache SQL in verschieden Systemen Die Datenbanksprache SQL in verschieden Systemen Das relationale Datenbankmodell wurde 1970 von Dr. E. F. Codd eingeführt. Auf dieser Basis wurde 1974 von IBM die Datenbanksprache SEQUEL (Structured English QUEry Language) entwickelt, die im Jahr 1976 zu SEQUEL2 weiterentwickelt wurde. In den ersten kommerziell verfügbaren relationalen Datenbanksystemen wurde eine Untermenge dieser Sprache integriert, die SQL genannt wurde. Diese hat im Laufe der Zeit verschiedene Normungsprozesse durchlaufen, die als SQL-86, SQL-89, SQL-92 oder SQL-99 bekannt geworden sind. Die Umsetzung des firmenunabhängigen Standards in die Datenbankprodukte nimmt gewisse Zeit in Anspruch. Die meisten im Einsatz befindlichen Datenbanken unterstützen daher nur SQL92. Dank der beschriebenen Normung verfügen wir heute über zahlreiche Implementierungen von SQL, wie z.B. Oracle, MS-Access, MS-SQLServer, MySQL. Welches System du bei der Erstellung deiner Übungen nutzt, bleibt dir selbst überlassen. Im vorliegenden Heft nutze ich zur Demonstration MS-Access und den MS-SQL-Server. Bist du speziell an der Problematik MySQL interessiert, empfehle ich das KnowWare EXTRA Heft 7 „PHP & MySQL - dynamische Webseiten“. Nachdem du dich für ein Datenbanksystem entschieden hast, besteht der nächste Schritt darin, eine Datenbank anzulegen. Sie soll den Namen SCHULUNG erhalten. Je nach Produkt gibt es verschiedene Verfahren die Datenbank SCHULUNG anzulegen. Bei einigen Datenbanksystemen steht dir der Befehl CREATE DATABASE Schulung zur Verfügung. Schau am besten in der jeweiligen Datenbankdokumentation nach, ob dir dieser Befehl zur Verfügung steht und welche Parameter noch anzugeben sind. Der SQL-92-Standard definiert keinen Mechanismus zum expliziten Erzeugen einer Datenbank. Das ist Aufgabe der jeweiligen Datenbankprodukte. Verschiedene Systeme kannst du als Test- oder Vollversion erhalten. • kostenloser ORACLE9I Download otn.oracle.com/software/content.html • SQL SERVER als Evaluierungspaket www.microsoft.com/germany/sql/ • kostenloser Download von MYSQL www.mysql.de/downloads/index.html © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 Die Datenbanksprache SQL in verschieden Systemen MS-Access SQL nutzen MS-Access ist ein relationales Datenbanksystem, in dem die Vorzüge von WINDOWS Übersichtlichkeit und leichte Bedienbarkeit - mit der Leistungsfähigkeit einer professionellen und bedienerfreundlichen Datenbank kombiniert sind. Als vor Jahren MS-Access 1.0 vorgestellt wurde, konnte sich kaum einer vorstellen, dass eine Datenbank für den Personalcomputer, die nicht xBase-kompatibel (xBase - Programmiergrundlage von z.B. dBase, Clipper u.a.) war, bedeutende Marktanteile erzielen kann. Heute jedoch hat Microsoft auf dem Datenbankmarkt zahlreiche Mitbewerber aus dem Rennen geworfen. Mittlerweile steht uns die Version MS Access 2002 zur Verfügung. Um SQL-Befehle zu testen, kannst du jede verfügbare MS-Accessversion nutzen. Wähle nun das Register ABFRAGE. Um SQLAnweisungen einzugeben, ist immer eine neue Abfrage zu erstellen. Drücke also auf die Schaltfläche NEU. 17 Das Dialogfenster TABELLE ANZEIGEN schließt du. Im Abfragefenster klickst du in der Symbolleiste auf die Schaltfläche SQL. Eine zweite Möglichkeit zum Start von SQL ist, dass du aus dem Menü ANSICHT den Befehl SQL wählst. Datenbank anlegen Nachdem du MS-Access gestartet hast, wirst du über einen Assistenten aufgefordert, eine Datenbank anzulegen oder eine vorhandene Datenbank zu öffnen. Alternativ kannst du aber auch zum Anlegen einer Datenbank den Menüpunkt DATEI | NEU nutzen. Es öffnet sich ein Abfragefenster, in das die jeweilige SQL-Anweisung eingetragen wird. Möchtest du eine Anweisung abspeichern, so klicke auf das Diskettensymbol oder wähle ABFRAGE SPEICHERN UNTER... im Menü DATEI. Es ist ein Abfragename einzugeben, der dann im Datenbankfenster erscheint. Jederzeit kann von dort auf die Taste Entwurf geklickt und so die SQL-Anweisung geändert werden. Soll die Anweisung ausgeführt werden, klicke in oder nutze im Menü der Symbolleiste auf Ansicht das Untermenü Ausführen. © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 18 Die Datenbanksprache SQL in verschieden Systemen MS-SQL-Server Die Antwort von Microsoft auf die OracleDatenbank heißt MS-SQL Server. Um eine Datenbank anzulegen, markiere den Ordner Datenbank und wähle den Menüpunkt VORGANG / NEUE DATENBANK. Der MS-SQL-Server ist ein RDBMS-System (Relational Database Management System ) für Client / Server. Ein Client ist in diesem Zusammenhang eine Systemkomponente, die Dienste oder Ressourcen von anderen Komponenten des Systems anfordert. Ein Server ist eine Systemkomponente des Systems, die Dienste oder Ressourcen anderen Komponenten des Systems bereitstellt. Anders als bei dateibasierten Systemen, wie z.B. bei MS-Access werden bei Client / Server Systeme die Datenbankdienste vom Client getrennt. Die Datenbankdienste werden auf dem leistungsstarken Server durchgeführt. Auf dem Clientrechner läuft die Anwendung, die den Datenzugriff gestaltet. Datenbank anlegen Für die adminisistrativen Aufgaben steht dir der Enterprise Manager der SQL Servers zur Verfügung. Gib den Dateinamen SCHULUNG ein. In der Registerkarte Datendateien kannst du den Speicherort und die Anfangsgröße festlegen. Für unsere Übungen solltest du die Standardeinstellungen übernehmen. Für das Transaktionsprotokoll übernimmst du auch die Standardeinstellungen. Im Transaktionsprotokoll werden alle Änderungen für den Fall der Wiederherstellung der Daten aufgezeichnet. Für die Eingabe der SQL-Befehle hast du mehrere Möglichkeiten. Auf der Ebene der Kommandozeile stehen dir die Programme ISQL bzw. OSQL zur Verfügung. Mit ISQL erfolgt die Kommunikation mit dem Datenbankserver über die DB-Library. Das Programm OSQL kommuniziert mittels ODBC mit dem Datenbankserver. Um die Datenbank anzulegen, starte den Enterprise Manager und wähle den Datenbankserver aus. Im Ordner Datenbanken befinden sich alle auf dem System befindlichen Datenbanken. Die Datenbanken MASTER, MODEL, MSDB und TEMPDB sind Systemdatenbanken und sollten nicht verändert werden. Bei NORTHWIND und PUBS handelt es sich um Testdatenbanken. Um z.B. OSQL zu nuten, gib in der Eingabeaufforderung zunächst osql -? ein. Als Ergebnis siehst du eine Übersicht aller Parameter. Die Anmeldung an den Datenbankserver erfolgt über den Befehl osql -S Server -U Benutzername -P Kennwort © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 Die Datenbanksprache SQL in verschieden Systemen Anschließen kannst du deine SQL-Befehle eingeben. Komfortabler jedoch ist die Befehlseingabe über den QUERY ANALYSER. Nach dem Start ist wieder der Benutzername und ein Kennwort zur Anmeldung am Datenbankserver einzugeben. In einem Datenbankfenster können nun die Befehle eingegeben werden. © Petra Bilke & KnowWare Verlag - Start mit Datenbanken und SQL - 14.09.03 19
